[发明专利]一种基于太赫兹光谱相关系数分析的玉米种子成分检测方法

权利要求书

1.一种玉米种子成分检测方法，具体步骤如下：

步骤1)制备不同老化程度的玉米种子样本及淀粉纯物质样本；

步骤2)利用太赫兹时域光谱仪及反射成像系统采集步骤1)中玉米种子样本及淀粉纯物质样本的吸光度谱数据；

步骤3)对上述吸光度谱进行数据处理，分别提取胚乳和种胚区域内各坐标点位置及光谱信息；

3-1)对玉米种子样本的太赫兹吸光度谱数据整合得到不同光谱点下的灰度图像；

3-2)对淀粉纯物质样本的太赫兹吸光度谱数据整合得到不同光谱点下的灰度图像；

3-3)选取步骤3-1)中灰度图像中清晰可见样本轮廓的图像，利用阈值分割算法进行灰度图像处理，分别提取胚乳、种胚区域内各坐标点的位置及光谱信息保存为二维矩阵S₁、S₂、P₁、P₂，其中胚乳光谱矩阵为S₁＝[s₁₁,s₁₂,s₁₃,...,s_1i],S_1i代表某个坐标点的光谱，胚乳坐标信息矩阵为P₁[m_i*n_i],m＝[m₁,m₂,m₃,...,m_i],n＝[n₁,n₂,n₃,...,n_i],种胚光谱矩阵为S₂＝[s₂₁,s₂₂,s₂₃,...,s_2i]，S_2i代表某个坐标点的光谱，种胚坐标信息矩阵为P₂[k_i*l_i],k＝[k₁,k₂,k₃,...,k_i],l＝[l₁,l₂,l₃,...,l_i]；

3-4)选取步骤3-2)中灰度图像中清晰可见样本轮廓的图像，利用阈值分割算法进行灰度图像处理，提取淀粉纯物质压片样本各坐标点的位置及光谱信息，光谱取平均后组成一维矩阵C＝[c₁,c₂,c₃,...,c_i]，坐标信息保存为矩阵Q[wi*vi],w＝[w₁,w₂,w₃,...,w_i],v＝[v₁,v₂,v₃,...,v_i]；

步骤4)计算种胚、胚乳光谱与淀粉纯物质光谱的相关系数，相关系数计算如式(1)所示：

x，y分别为玉米种子测试样本光谱和淀粉纯物质样本光谱，分别为玉米种子测试样本平均光谱和淀粉纯物质样本平均光谱，n为光谱维度，i∈n，相关系数r的取值范围在0-1之间；

步骤5)利用相关系数值及胚乳和种胚区域内各坐标点位置信息进行可视化表征，获得不同老化程度下每个玉米种子样本的相关系数可视化热力图；

步骤6)根据相关系数可视化热力图进行坐标点数量统计，统计坐标点占比，如式(2)所示：

即可获得玉米种子中淀粉分布的位置及不同老化程度下的变化情况。

2.如权利要求1所述一种玉米种子成分检测方法，其特征在于，步骤1)具体为，采用人工老化方式将玉米种子样本分批老化0、18、36、54、72小时制备不同老化程度的种子样本，同时将玉米淀粉进行压片制备淀粉纯物质样本。